電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性仿真研究開(kāi)題報(bào)告(編輯修改稿)
2025-02-17 16:54 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 態(tài)穩(wěn)定的方法由于大擾動(dòng)后，發(fā)電機(jī)機(jī)械功率和電磁功率的差額，即加速功率是導(dǎo)致系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定破壞的主要原因。因此，提高暫態(tài)穩(wěn)定，應(yīng)從減小發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的不平衡功率、減小轉(zhuǎn)子相對(duì)加速以及減少轉(zhuǎn)子相對(duì)動(dòng)能變化量等方面著手。根據(jù)這種原則，提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的措施主要有：1） 自動(dòng)重合閘裝置：重合閘成功就可以增加減速面積，從而提高暫態(tài)穩(wěn)定。圖21 自動(dòng)重合閘對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響2） 快速切除故障：減輕電氣設(shè)備因短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)等不良影響，而且加快切除故障可以減小切除角，這樣既減小了加速面積，有增大了減速面積，對(duì)于提高暫態(tài)穩(wěn)定起著決定作用。應(yīng)該指出的是，切除故障時(shí)間是繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間和開(kāi)關(guān)接到跳閘脈沖到觸頭分開(kāi)后電弧熄滅為止的時(shí)間總和。 圖22快速切除故障對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響3） 變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小阻抗接地：電壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地只對(duì)接地短路起作用。原因是短路時(shí)零序電流通過(guò)接地電阻時(shí)消耗有功功率，其中的一部分由發(fā)電機(jī)來(lái)負(fù)擔(dān)，因而使發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率增加，從而減小了加速功率，提高暫態(tài)穩(wěn)定。 4）發(fā)電機(jī)采用電氣制動(dòng)：在系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，有控制地在發(fā)電機(jī)端投入電阻負(fù)荷，則可以增加發(fā)電機(jī)的電磁功率，產(chǎn)生制動(dòng)作用從而提高暫態(tài)穩(wěn)定。 圖23電氣制動(dòng)接線圖 圖24電氣制動(dòng)功角特性圖 研究設(shè)計(jì)的內(nèi)容應(yīng)用MATLAB 仿真進(jìn)行電力系統(tǒng)仿真的主要步驟是：（1） 建立系統(tǒng)模型：建立的是單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)（SIMB）。單機(jī)—無(wú)窮大系統(tǒng)認(rèn)為功率無(wú)窮大，頻率恒定，電壓恒定，是工程上最常用的手段，也是電力系統(tǒng)模擬仿真最簡(jiǎn)單、最基本的的運(yùn)行方式，即對(duì)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行近似處理，以簡(jiǎn)化模型，更有利于得出結(jié)論，簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程。 圖25 無(wú)輸電線的單機(jī)—無(wú)窮大系統(tǒng)原理圖 假定聯(lián)絡(luò)阻抗為純電感，則由發(fā)電機(jī)向無(wú)窮大系統(tǒng)送出去的有功功率的P為： 式中—包括發(fā)電機(jī)阻抗在內(nèi)的發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)到無(wú)窮大系統(tǒng)母線的總阻抗； —功角；—發(fā)電機(jī)電勢(shì)； —系統(tǒng)母線電壓。由圖1可得MATLAB單機(jī)無(wú)窮大仿真模型可能用到的模塊：PSB電力系統(tǒng)工具箱： 1）Electrical Sources中的ThreePhase Source（三相電源）模塊 2）Elements 中的ThreePhase Parallel RLC Load（三相負(fù)載RLC并聯(lián)）模塊用來(lái)仿真輸電線路，和Ground（交流接地）模塊 ，ThreePhase Fault （三相故障整流器）模塊用來(lái)仿真短路故障，ThreePhase Transformer（Two Windings）（三相變壓器繞組）模塊用來(lái)仿真變壓器，3） Machines里Synchronous Machine pu Standad（標(biāo)么標(biāo)準(zhǔn)同步電機(jī)）模塊用來(lái)仿真同步發(fā)電機(jī)（2）設(shè)置仿真參數(shù)（3）進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真增加提高暫態(tài)穩(wěn)定的模型，分別進(jìn)行快速切除故障，變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地，改變強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)，記錄結(jié)果。（4）結(jié)果分析 仿真之后，分析所得的圖形。從電壓圖、轉(zhuǎn)速圖和功角圖著手分析是否能夠提高暫態(tài)穩(wěn)定。 3 電力系統(tǒng)常用仿真簡(jiǎn)介 常用的電力系統(tǒng)仿真軟件目前常用的電力系統(tǒng)仿真軟件有：（1） 邦納維爾電力局開(kāi)發(fā)的BPA程序和EMTP程序；（2） 曼尼托巴高壓直流輸電研究中心考法的PSCAD/EMTDC程序；（3） 德國(guó)西門子公司研制的電力系統(tǒng)仿真軟件NETOMAC；（4） 中國(guó)電力科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的電力系統(tǒng)分析綜合程序PSASP。（5） Math Works公司開(kāi)發(fā)的科學(xué)與工程計(jì)算軟件MATLAB。以上各個(gè)電力系統(tǒng)仿真軟件的結(jié)構(gòu)和功能不同，它們各自的應(yīng)用領(lǐng)域也有所側(cè)重。EMTP主要用來(lái)進(jìn)行電磁暫態(tài)過(guò)程數(shù)字仿真，PSCAD/EMTDC、NETOMAC主要用來(lái)進(jìn)行電磁暫態(tài)和控制環(huán)節(jié)的仿真，BPA、PSASP主要用來(lái)進(jìn)行潮流和機(jī)
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